A Teremtő Intelligencia

ujjlenyomata: a hálózat.

„Ha létezik olyan terület,

amelyben a hálózati gondolkodás

forradalmat idézhet elő,

azt hiszem, az a biológia.”

(Albert-László Barabási)

Szűcs Zoltánemberorvos

www.neuroterapia.hu

Az emberi agy

információ tartalma:

• 1011 (száz milliárd) neuron

• Minden idegsejt átlag 7000 szinapszissal

kapcsolódik

• 1015 (1.000.000.000.000.000) kapcsolat

• 1015 kapcsolat permutációja (a felépíthető

hálózatok száma): több, mint ahány

atomból áll az ismert Univerzum.

• Agyunk potenciális információ tartalma:

végtelen.

Mennyi az emberi DNS-állomány (genom) információ

tartalma?

• 46 kromoszóma, 6x109 bázispár.

• (30.000 gén)

• Információ tartalma: (4 bázispár=8 bit=1 byte)

6x109 bázispár = 1.5x109 byte (1,5 GB) információ.

(Másfél órás DivX mozira elegendő.)

A DNS csak általános építési utasítások kódolására alkalmas.

Milyen szabályok alapján épül fel agyunk bonyolult ideghálózata?

Az ortodox biológia szerint az

élet információ-forrása: a DNS.

C. (Caenorhabditis) elegans

gyűrűsféreg:

• 6 kromoszómapár

• 20.000 gén

• 302 (db) idegsejt

H. sapiens

humanoid:

• 23 kromoszómapár

• 30.000 gén

• 100 000 000 000 idegsejt az agyban

• 1 000 000 000 idegsejt a gerincvelőben

• 100 000 000 idegsejt a bélrendszerben.

• Jpeg: vektorgrafikus kép

• 1920x1200 px

• 0,64 MB

• Színkód + építési utasítás

• bmp: bitmap térkép

• 1920x1200 px

• 6,59 MB

• Pontról-pontra definiált

színkép

A DNS csak a természet

„színkódját” tartalmazza.

Az építési utasítás

a pontok mintázatából,

a hálózat szerkezetéből

fejthető meg!

A feladat: gyors (hatékony) és stabil (sérülésnek

ellenálló) információs hálózatba szervezni a tömeget.

Hogyan kapcsolnád össze az embereket?

Az idegrendszer (neuron-network)

felépítéséhez a természet arányosan

ugyanannyi „drótot” használ…

Zhang K, Sejnowski TJ (2000) A universal scaling law between gray matter and white matter of

cerebral cortex. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

97: 5621–5626.

Az agy szürke- és fehérállomány aránya a

fajok között azonos.

A stabil komplex hálózat (idegrendszer) építéséhez a

természet mindig ugyanannyi mobiltelefont osztogat szét…

A gráf-elmélet születése

Leonard Euler (1736):

Königsberg hídjai

„Akkor, és csak akkor létezik minden

útvonalat csak egyszer érintő sétaút, ha

minden pont fokszáma páros.”

Rendezett, és véletlen hálózatok.

• Fokszám: az egyes pontok kapcsolatainak száma

• A rendezett hálózatok fokszáma stabil, de a

tetszőlegesen kiválasztott pontok távolsága nagy.

• Erdős Pál, Rényi Albert: véletlen hálózatok .

• Véletlen hálózatokban a pontok fokszáma normál eloszláshoz

közelít.

• Tetszőlegesen kiválasztott pontok közel vannak egymáshoz

(kevés ponton keresztül összeköthetők) – Kicsi a világ!

Néhány lépésre

Erdős Páltól

• A hobó matematikus 100 éve született.

• 1511 cikkek írt 511 társszerzővel.

• Az Internet előtti évtizedekben

(Google helyett) – Erdős volt.

• A világ minden matematikusa

néhány lépésben összeköthető

Erdős Pállal.

• „Erdős-szám”

• Különleges színész lenne Kevin Bacon?

• Vagy szociális hálónk általános mintáját mutatja?

• http://oracleofbacon.org

Hollywood színészei és

Kevin Bacon között

csak néhány lépés a távolság.

Hány lépés a távolság

két tetszőleges ember között?

• Karinthy Frigyes: Láncszemek (1929.)

• Stanley Milgram: Hat lépésre egymástól (1967.)

• Az USA két távoli pontján tetszőlegesen kiválasztott két

ember 5-6 lépésben rendre egymásra talált.

• A kísérlet replikái a Föld minden pontján ugyanilyen

szoros kapcsolatot igazolnak a 7 milliárd ember között.

• Duncan J Watts, Steven Strogatz (1998):

• A természet komplex hálózatai nem szabályosak, de nem is

véletlenszerűek.

• A szabályos hálózathoz elég néhány véletlen távkapcsolat, és a

pontok távolsága minimálisra törpül.

• A szoros kapcsolatban álló csoportokat (cluster) csekély

számú, véletlen kapcsolódás fűzi összefüggő hálózatba.

• Csoportosulás (clustering), Mini-világ hálózatok.

A helyi csoportosulásokat ritka, véletlenszerű, de nagy jelentőségű

távolsági kapcsolatok kötik össze.(Mark Granovetter, 1973.)

A gyenge kapcsolatok ereje.

A Watts-Strogatz modell:

• magyarázza a mindössze néhány lépés távolságot (mini világ),

• a szoros szociális tömbökbe (cluster) tömörülő csoportokat,

• de mégsem ábrázolja pontosan a valódi szociális hálózatokat!

A valódi hálózatokban:

néhány ember aránytalanul sok kapcsolattal bír!

Facebook,

Twoo

Twitter,

Linkedin

• A kapcsolatok száma nem azonos de NEM mutat normál eloszlást sem!

• Elvétve néhány embernek extrém sok kapcsolódási pontja van,

• számos embernek nagyságrendekkel kevesebb,

• a legtöbbünknek pedig csak néhány száz ismerőse akad.

Barabási Albert-László,

Albert Réka (1999):

• Az internet linkek megoszlása: nem lineáris!

• Néhány extrém nagy csomópont temérdek linkkel

(Google, Yahoo, Amazon, e-Bay, CNN, stb.)

• Nagyságrenddel több oldal nagyságrenddel kevesebb linkkel

• Temérdek kis oldal kevéske linkkel.

A spontán alakuló, dinamikusan növekvő internet:

hatványtörvény szerint felépülő mini világ elrendezést mutat!

• Csomópontok (hub)

• Növekedő, dinamikus hálózat

• A fokszámok megoszlása: exponenciális (skála-független).

• Preferenciális kötődés. („The winner takes it all.”)

Albert-Laszlo Barabasi - Linked: How Everything Is Connected to Everything Else

and What It Means for Business, Science, and Everyday Life (2003.)

A hatványtörvényt követő (skála független, exponenciális) megoszlás

logaritmikus skálán ábrázolva: egyenes.

A hatványtörvényt követő

megoszlás:

univerzális rendezőelv?!

• A nyelvek kapcsolt szavai

• Tudományos citációk száma

• Weboldalak látogatottsága

• Eladott könyvek száma

• Telefonhívások megoszlása

• Földrengések mérete

• Holdkráterek mérete

• Napkitörések intenzitása

• Háborúk véráldozata

• Vagyonok aránya

• Családnevek gyakorisága

• Városok népessége

…A holdkráterek mérete…

…A Föld szigeteinek

területe…

…a kőolaj készletek

mérete…

…a népesség települések közötti megoszlása…

(Új-Zéland)

…a Teljes Föld népességének megoszlása…

…a repülőterek forgalmának megoszlása…

…egy járvány elterjedése…

… betegségeink kapcsolódási hálózata…

…az érhálózat felépítése…

…az Atlanti-óceán

ökoszisztémája…

…az anyagcsere

(metabolizmus) hálózata…

A metabolikus network:

A szociális network

(Facebook, Twitter):

C. elegans féreg idegrendszere

(302 db idegsejt):

The brain network of the

C.Elegans worm; data

computed by D.Watts and

S.Strogatz

Az emberi agy 100 milliárd idegsejtjének

építési-kapcsolódási elve:

skála-független mini-világ.

A természet

változatossága mögött

egyszerű, ismétlődő

építési elveket találunk.

Mandelbrot halmaz: Zn+1 = (Zn)2 + c

A bonyolult mögött egyszerű építési szabály rejtőzhet.

Miért éppen

skála-független mini-világ?

• Hatékony, lokálisan beágyazott

clusterek, szoros kapcsolatban.

• Mindössze néhány lépésnyi

távolság, gyors kommunikáció

• A hálózatot elenyésző számú

csomópont (hub) képes összetartani

• Véletlen sérüléssel szemben

nagyon ellenálló a rendszer.

1. Evolúciós előny? Univerzális természeti törvény?

A Teremtő Intelligencia kéznyoma?

2. Nem is vagyunk alkalmasak másféle rendet találni a káoszban, mert

idegrendszerünk hálózata is így szerveződik?

(A szemüveg meghatározza, mit láthatunk rajta keresztül?)

A hálózat-tudomány alkalmazásai.

Hol vannak az energiahálózat sérülékeny pontjai?

Hogyan lehet elpusztítani a

skála-független hálózatot?

• Néhány csomópont elleni célzott támadástól „váratlanul”, és

robbanásszerűen összeomlik a rendszer!

• A hálózat arisztokratikus jellegének csökkentésével (feleslegesnek

látszó kapcsolatok kiépítésével) stabilizálható a háló.

Melyek az ökoszisztéma sérülékeny pontjai?

Melyek az életterek és élőlények, melyek elpusztításával

visszavonhatatlanul leromboljuk a Föld ökoszisztémáját?

(Esetleg már meg is tettük?)

Az AIDS-járvány

tanulsága.

• Skála-független hálózat.

• Jelentéktelen számú, de rendkívül aktív csomópont felelős a terjedésért

és fennmaradásért.

• A járvány terjedését a népesség 90 %-ának vakcinációjával SEM

lehetne megállítani.

• (Az általános védekezés és tömegoktatás hatástalan!)

• A csomópontok felderítése és célzott kezelése nélkül a járvány

megállíthatatlan.

(Homofil promiszkuitás, prostitúció és iv. droghasználat.)

• Emberjogi korlátok miatt: az AIDS járvány marad.

A ráksejtben az információs (metabolikus) hálózat

kritikus csomópontjai sérülnek.

Fumiã HF, Martins ML (2013) Boolean Network Model for Cancer Pathways:

Predicting Carcinogenesis and Targeted Therapy Outcomes. PLoS ONE 8(7): e69008.

A daganatkutatás új iránya: a kiesett csomópontok

kapcsolódási mintázatának restaurálása?

Cyrus Ghajar et al.: The perivascular niche regulates breast tumour dormancy.

Nature Cell Biology (2013)

Az alvó emlőrák sejt évtizedek múlva is szaporodni kezdhet,

ha a szerv mikrokapilláris-hálózatának mintázata megbomlik.

Az anyag minden szerveződési szintjén áthatoló, univerzális építési utasítás

skála-független mini-világ hálózatba rendezi az alkatrészeket.

Az egymásba ágyazódó hálózatokat holografikus, fraktál-szerű univerzum,

a holarchikus rend formájában érzékeljük.

„Meggyőződésem, hogy Ő (az Öreg), nem dobál kockákat.” (Einstein)

Hol a helyed

a holarchikus rendben?

Test

Szervrendszer

Szerv

Sejt

Sejtszervecske

DNS

Molekula (bázispárok)

Atom

Elemi részecske …

…

Univerzum

Galaxis

Naprendszer

Föld

Biocönózis

Ökoszisztéma

Kultúra

Nemzet

Közösség

Család

ÉN, az EGYÉN

Közös PontTeaház

A magasabb holonokhoz (család, közösség, kultúra)

közös rítusok kapcsolnak.

A Teaház egy lehetőség, hogy ápoljuk éltető rítusainkat,

és megtartsuk helyünket a hálóban!

Merre tovább?

A szívkoherencia, mely mindannyiunkat

titokzatos kapcsolatba fűz.

(2013. október 14.)